Редактирование: История математики, теоретический минимум

Материал из eSyr's wiki.

Перейти к: навигация, поиск

Внимание: Вы не представились системе. Ваш IP-адрес будет записан в историю изменений этой страницы.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Длина этой страницы составляет 134 килобайт. Страницы, размер которых приближается к 32 КБ или превышает это значение, могут неверно отображаться в некоторых браузерах. Пожалуйста, рассмотрите вариант разбиения страницы на меньшие части.

Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.

Текущая версия Ваш текст
Строка 3: Строка 3:
Древний Египет. Что они умели: арифметика, например, 10х12=24+96=120.
Древний Египет. Что они умели: арифметика, например, 10х12=24+96=120.
-
Использовали дроби? Использовали, но только вида 1/n. Была таблица для представления дробей вида 2/n, как сумму аликвотных дробей.
+
Использовали дроби? Использовали, но только вида 1/n. Была таблица для представления дробей вида 2/n, как сумму аликвтных дробей.
Были как особые 2/3 и 3/4.
Были как особые 2/3 и 3/4.
Как они записывали сумму дробей: 1/2 1/5 1/7
Как они записывали сумму дробей: 1/2 1/5 1/7
-
Что умели в геометрии? Считать площадь треугольника, прямоугольника, трапеции, круга. Площадь круга --- (8/9 d)^2.
+
Что умели в геометрии? Считать площадь треугольника, прямоугольника, трапеции, круга. Площадь круга --- 8/9 d^2.
Умели вычислять объём цилиндра, объём усечённого конуса.
Умели вычислять объём цилиндра, объём усечённого конуса.
Есть задачи на сумму геометрической прогрессии.
Есть задачи на сумму геометрической прогрессии.
Строка 42: Строка 42:
Греки сумели в течение одного - двух столетий овладеть математическим наследием предшественников, которое накапливалось тысячелетиями, и по-новому его осмыслить. Что характерно для этого периода? Древние греки создали основы того, что сейчас называется элементарная математика. Что этому способствовало? Прежде всего, переход от бронзы к железу, развитие ремёсел, производства, потом появились деньги, что в значительной степени способствовало торговле, обмену. Не последнюю роль играл более удобный алфавит. Развитие алфавита --- возможность перемещения, обмена.
Греки сумели в течение одного - двух столетий овладеть математическим наследием предшественников, которое накапливалось тысячелетиями, и по-новому его осмыслить. Что характерно для этого периода? Древние греки создали основы того, что сейчас называется элементарная математика. Что этому способствовало? Прежде всего, переход от бронзы к железу, развитие ремёсел, производства, потом появились деньги, что в значительной степени способствовало торговле, обмену. Не последнюю роль играл более удобный алфавит. Развитие алфавита --- возможность перемещения, обмена.
- 
-
==[[wikipedia:ru:Милетская школа]]==
 
-
[[wikipedia:ru:Фалес Милетский]]
 
Характерной чертой греческой математики, в отличие от Египта и стран Востока, является стремление доказывать математические факты. С чьими именами связываем первые серьёзные достижения? Документально --- '''Фалес Милетский''' 624---547 год до н.э. Он многим удивлял своих современником. Вообще говоря, это был философ. Тогда не было понятия философ или биолог или астроном, и занимались всем интересным. Считал, что главное --- вода. Предсказал затмение, Вычислял высоту пирамиды по тени. Что самое главное: он формулировал математические утверждения и их доказывал. Вот в чём принципиальное отличие математики Древней Греции --- они отвечали не только на вопрос как, но и почему. Какие факты формализовывал и доказывал он:
Характерной чертой греческой математики, в отличие от Египта и стран Востока, является стремление доказывать математические факты. С чьими именами связываем первые серьёзные достижения? Документально --- '''Фалес Милетский''' 624---547 год до н.э. Он многим удивлял своих современником. Вообще говоря, это был философ. Тогда не было понятия философ или биолог или астроном, и занимались всем интересным. Считал, что главное --- вода. Предсказал затмение, Вычислял высоту пирамиды по тени. Что самое главное: он формулировал математические утверждения и их доказывал. Вот в чём принципиальное отличие математики Древней Греции --- они отвечали не только на вопрос как, но и почему. Какие факты формализовывал и доказывал он:
Строка 59: Строка 56:
В математике этого периода практические задачи, связанные с вычислениями, геометрическими измерениями и построениями, продолжали играть большую роль. Эти задачи постепенно выделились в отдельную область математики, названную логистикой. Она включала операции с целыми числами и дробями, решение задач, сводящихся к уравнениям 1-й и 2-й степени, практические задачи архитектуры, земледелия и т.п.
В математике этого периода практические задачи, связанные с вычислениями, геометрическими измерениями и построениями, продолжали играть большую роль. Эти задачи постепенно выделились в отдельную область математики, названную логистикой. Она включала операции с целыми числами и дробями, решение задач, сводящихся к уравнениям 1-й и 2-й степени, практические задачи архитектуры, земледелия и т.п.
-
==[[wikipedia:ru:Пифагор]] и пифагорейцы==
 
Далее --- школа Пифагора Самосского. Это то, что уже считается классикой.
Далее --- школа Пифагора Самосского. Это то, что уже считается классикой.
Строка 80: Строка 76:
В греческой математике возникла еще одна трудность, связанная с понятием бесконечности. Математики понимали, что за целым числом N следует целое число N+1, затем N+2 и так далее до бесконечности. К бесконечным процессам приводил и метод исчерпывания (предела), о котором речь будет идти ниже. Эта концепция была важным достижением, однако противоречила всем имеющимся тогда данным физики и философским воззрениям о конечности Вселенной. Она открывала новые широкие возможности в математике, но приводила к парадоксам. Смысл понятия бесконечности и до сих пор не раскрыт до конца, однако в течение веков на многие вопросы, возникающие в связи с этим понятием получен ответ.
В греческой математике возникла еще одна трудность, связанная с понятием бесконечности. Математики понимали, что за целым числом N следует целое число N+1, затем N+2 и так далее до бесконечности. К бесконечным процессам приводил и метод исчерпывания (предела), о котором речь будет идти ниже. Эта концепция была важным достижением, однако противоречила всем имеющимся тогда данным физики и философским воззрениям о конечности Вселенной. Она открывала новые широкие возможности в математике, но приводила к парадоксам. Смысл понятия бесконечности и до сих пор не раскрыт до конца, однако в течение веков на многие вопросы, возникающие в связи с этим понятием получен ответ.
Еще одна трудность связана с тем, что греки не знали отрицательных чисел. Они имели дело с отрицательными числами только в терминах алгебраических выражений для площадей квадратов и прямоугольников, например, квадрат раности. Отрицательные числа впервые использовались, по видимому, китайцами, однако окончательно вошли в математику после работ Кардано в 1545 году.
Еще одна трудность связана с тем, что греки не знали отрицательных чисел. Они имели дело с отрицательными числами только в терминах алгебраических выражений для площадей квадратов и прямоугольников, например, квадрат раности. Отрицательные числа впервые использовались, по видимому, китайцами, однако окончательно вошли в математику после работ Кардано в 1545 году.
 +
 +
'''Демокрит''' считал, что все тела состоят из атомов. Первым рассмотрел стереометрию.
-
'''[[wikipedia:ru:Демокрит]]''' считал, что все тела состоят из атомов. Первым рассмотрел стереометрию; первым установил, что объём пирамиды и конуса равен соответственно одной трети объёма призмы и цилиндра под той же высотой и с той же площадью основания.
+
'''Евдокс''' Метод исчерпывания - чтобы измерить площадь фигуры, надо последовательно вписывать аппроксимирующие фигуры (существование – через построение, единственность не рассматривалась).
-
 
+
-
'''[[wikipedia:ru:Евдокс]]''' Метод исчерпывания - чтобы измерить площадь фигуры, надо последовательно вписывать аппроксимирующие фигуры (существование – через построение, единственность не рассматривалась). Общая теория отношений.
+
-
 
+
-
'''[[wikipedia:ru:Платон]]''' (437-347 до нэ) - геометрия, стереометрия, идея предельного перехода.
+
-
 
+
-
'''[[wikipedia:ru:Аристотель]]''' (384-322 до нэ) - любое движение может быть получено по окружности и прямой. Достижения в логике(аналогия, дедукция, индукция).
+
-
 
+
-
==[[wikipedia:ru:Александрийская школа]]==
+
-
[[wikipedia:ru:Евклид]] -- см. след. билет
+
-
 
+
-
[[wikipedia:ru:Эратосфен]] -- мезолябия для задачи удвоения куба, решето Эратосфена
+
-
 
+
-
[[wikipedia:ru:Диофант]] -- Основное произведение Диофанта — Арифметика в 13 книгах. К сожалению, сохранились только 6 первых книг из 13. Бо́льшая часть труда — это сборник задач с решениями (в сохранившихся шести книгах их всего 189), умело подобранных для иллюстрации общих методов. Главная проблематика Арифметики — нахождение положительных рациональных решений неопределённых уравнений. Рациональные числа трактуются Диофантом так же, как и натуральные, что не типично для античных математиков.
+
-
Сначала Диофант исследует системы уравнений 2-го порядка от 2 неизвестных; он указывает метод нахождения других решений, если одно уже известно. Затем аналогичные методы он применяет к уравнениям высших степеней.
+
-
'''[[wikipedia:ru:Архимед]]''' (287-212 до нэ)- "Эврика!" (закон Архимеда), оборона Сиракуз: войны, вставшие параболой и поджегшие корабль, всякие военные машины и чертежи на песке. Достижения - линии, круг, площади методами в духе интегралов, оценки значения пи через периметры правильных многоугольников, теорема о промежуточных значениях непрерывной функции, площади и объемы фигур через суммы Дарбу - главный результат (на своей могиле Архимед завещал выбить шар, вписанный в цилиндр). Трактат о количестве песчинок во Вселенной.
+
'''Платон''' (437-347 до нэ) - геометрия, стереометрия, идея предельного перехода.
-
'''[[wikipedia:ru:Аристарх]]''' (ок. 310 до н. э., Самос — ок. 230 до н. э.) является одним из основоположников тригонометрии.
+
'''Аристотель''' (384-322 до нэ) - любое движение может быть получено по окружности и прямой. Достижения в логике(аналогия, дедукция, индукция).
 +
'''Архимед''' (287-212 до нэ)- "Эврика!" (закон Архимеда), оборона Сиракуз: войны, вставшие параболой и поджегшие корабль, всякие военные машины и чертежи на песке. Достижения - линии, круг, площади методами в духе интегралов, оценки значения пи через периметры правильных многоугольников, теорема о промежуточных значениях непрерывной функции, площади и объемы фигур через суммы Дарбу - главный результат (на своей могиле Архимед завещал выбить шар, вписанный в цилиндр). Трактат о количестве песчинок во Вселенной.
Два достижения греческой математики далеко пережили своих творцов:
Два достижения греческой математики далеко пережили своих творцов:
-
* греки построили математику как целостную науку с собственной методологией, основанной на чётко сформулированных законах логики (гарантирующих истинность выводов при условии, что истинны предпосылки).
+
* греки построили математику как целостную науку с собственной методологией, основанной на чётко сформулированных законах логики (гарантирующих истинность выводов при условии, что истинны предпосылки).
-
* они провозгласили, что законы природы постижимы для человеческого разума, и математические модели — ключ к их познанию.
+
* они провозгласили, что законы природы постижимы для человеческого разума, и математические модели — ключ к их познанию.
=«Начала» Евклида=
=«Начала» Евклида=
''Нормальная статья на [[wikipedia:ru:Начала Евклида|ру-википедии]]''
''Нормальная статья на [[wikipedia:ru:Начала Евклида|ру-википедии]]''
-
Одним из первых крупных ученых, связанных с Александрией, был Евклид, живший около 300 г. до н.э. Ничего, кроме научных трудов, о его биографии не известно. Евклид - один из наиболее влиятельных математиков всех времен. Наиболее знаменитое его произведение “Начала”. Это первое значительное произведение, дошедшее до нас полностью. В истории Западного мира это, по-видимому, второе после Библии произведение по числу изданий. После изобретения книгопечатания (в Европе в XV веке) оно издавалось более 1000 раз. Большая часть школьной геометрии заимствована из “Начал”. Логическое построение “Начал” повлияло на научное мышление больше, чем какое-либо иное произведение. Оно основывается на строго логическом выводе теорем из системы определений, постулатов и аксиом.
+
Одним из первых крупных ученых, связанных с Александрией, был Евклид, живший около 300 г. Ничего, кроме научных трудов, о его биографии не известно. Евклид - один из наиболее влиятельных математиков всех времен. Наиболее знаменитое его произведение “Начала”. Это первое значительное произведение, дошедшее до нас полностью. В истории Западного мира это, по-видимому, второе после Библии произведение по числу изданий. После изобретения книгопечатания (в Европе в XV веке) оно издавалось более 1000 раз. Большая часть школьной геометрии заимствована из “Начал”. Логическое построение “Начал” повлияло на научное мышление больше, чем какое-либо иное произведение. Оно основывается на строго логическом выводе теорем из системы определений, постулатов и аксиом.
“Начала” состоят из 13 книг. В первых четырех книгах рассматривается геометрия на плоскости. В 5-ой и 6-ой книгах изложена теория отношений Евдокса и применена к подобию треугольников. Книги 7-9 посвящены теории чисел (теория делимости, алгоритм Евклида, теория простых чисел). В 10-й книге дана геометрическая классификация квадратичных и биквадратичных иррациональностей, т.е. чисел вида <math>\sqrt{a+\sqrt{b}}</math> . В последних трех книгах излагается геометрия в пространстве. Изложение завершается изучением правильных многогранников: тетраэдра(4 грани), куба (6), октаэдра (8), додэкаэдра (12) и икосаэдра (20). Доказывается, что их только пять. Они получили название платоновых тел и имели основополагаюшее значенние в космологии школы Платона.
“Начала” состоят из 13 книг. В первых четырех книгах рассматривается геометрия на плоскости. В 5-ой и 6-ой книгах изложена теория отношений Евдокса и применена к подобию треугольников. Книги 7-9 посвящены теории чисел (теория делимости, алгоритм Евклида, теория простых чисел). В 10-й книге дана геометрическая классификация квадратичных и биквадратичных иррациональностей, т.е. чисел вида <math>\sqrt{a+\sqrt{b}}</math> . В последних трех книгах излагается геометрия в пространстве. Изложение завершается изучением правильных многогранников: тетраэдра(4 грани), куба (6), октаэдра (8), додэкаэдра (12) и икосаэдра (20). Доказывается, что их только пять. Они получили название платоновых тел и имели основополагаюшее значенние в космологии школы Платона.
Строка 176: Строка 161:
=Логарифмы, логарифмическая шкала, логарифмические линейки. Непер, Гюнтер, Отред, Деламейн, Уатт, Ньютон=
=Логарифмы, логарифмическая шкала, логарифмические линейки. Непер, Гюнтер, Отред, Деламейн, Уатт, Ньютон=
-
[[wikipedia:Slide rule]], XVI-XVII века.
+
[[wikipedia:Slide rule]]
Логарифмические линейки: впервые изобрел Отред в 1620-23, затем совершенствовали Ньютон, Уатт. Вроде бы в 1654 Р. Бесакер изобрел криволинейную логарифмическую линейку.
Логарифмические линейки: впервые изобрел Отред в 1620-23, затем совершенствовали Ньютон, Уатт. Вроде бы в 1654 Р. Бесакер изобрел криволинейную логарифмическую линейку.
-
'''Зачем'''? Потребность в сложных расчётах в XVI веке быстро росла, и значительная часть трудностей была связана с умножением и делением многозначных чисел. В конце века нескольким математикам, почти одновременно, пришла в голову идея: сопоставив с помощью специальных таблиц геометрическую (исходн.) и арифметическую прогрессии, заменить трудоёмкое умножение на простое сложение, а деление -- на неизмеримо более простое и надёжное вычитание.
+
==== Джон Непер (1550--1617) ====
 +
[[wikipedia:John Napier]]
-
===[[wikipedia:ru:Непер, Джон|Джон Непер]] (1550 – 1617)===
 
В 1614 опубликовал работу "Описание удивительных таблиц логарифмов" - логарифмы и тригонометрические функции(0-90 градусы,шаг 1 минута) с точностью до восьмого знака. Таблицу Непера составляли логарифмы тригонометрических функций. Прежде всего отдельную колонку составляли логарифмы синусов углов первой четверти, выбранных с интервалом 1 минута. Они давали и значения логарифмов косинусов (как синусов дополнительных углов). В специальной колонке под названием "разности" приведены разности логарифмов дополнительных углов, т.е. логарифмы тангенсов. Неперу было известно, что логарифмы обратных тригонометрических функций получаются просто изменением знака.
В 1614 опубликовал работу "Описание удивительных таблиц логарифмов" - логарифмы и тригонометрические функции(0-90 градусы,шаг 1 минута) с точностью до восьмого знака. Таблицу Непера составляли логарифмы тригонометрических функций. Прежде всего отдельную колонку составляли логарифмы синусов углов первой четверти, выбранных с интервалом 1 минута. Они давали и значения логарифмов косинусов (как синусов дополнительных углов). В специальной колонке под названием "разности" приведены разности логарифмов дополнительных углов, т.е. логарифмы тангенсов. Неперу было известно, что логарифмы обратных тригонометрических функций получаются просто изменением знака.
1617 - проф. '''Бриг''' из Лондона, 8-значные таблицы чисел от 1 до 1000. Затем он же логарифмы - от 1 до 20000, 80000-100000.
1617 - проф. '''Бриг''' из Лондона, 8-значные таблицы чисел от 1 до 1000. Затем он же логарифмы - от 1 до 20000, 80000-100000.
-
===[[wikipedia:ru:Edmund Gunter|Эдмунд Гюнтер]] (1581 – 1626)===
+
[[wikipedia:Edmund Gunter|'''Эдвард Гюнтер''']] из Оксфорда: логарифмическая шкала, в 1624 Edmund Wingate опубликовал его результаты в Париже. На дощечке наносил логарифмы чисел, затем измерительным циркулем мерял расстояния - разности и суммы. Разработал логарифмическую шкалу, явившуюся первым вариантом широко ныне распространенной логарифмической линейки. Он же, а кроме него Кеплер и другие ученые, составлял таблицы логарифмов чисел и тригонометрических функций, как десятичные так, и натуральные, и широко использовал их в астрономии.
-
Оксфорд. Разработал логарифмическую шкалу, явившуюся первым вариантом широко ныне распространенной логарифмической линейки. Он же, а кроме него Кеплер и другие ученые, составлял таблицы логарифмов чисел и тригонометрических функций, как десятичные так, и натуральные, и широко использовал их в астрономии. В 1624 некий '''Edmund Wingate''' опубликовал его результаты в Париже. На дощечке наносил логарифмы чисел, затем измерительным циркулем мерял расстояния - разности и суммы.
+
-
===[[wikipedia:ru:Отред, Уильям|Уильям Отред]] (1575 – 1660)===
+
==== Отред ====
 +
[[wikipedia:William Oughtred]]
-
Отред из Кембриджа внёс решающий вклад в изобретение удобной для пользования логарифмической линейки тем, что предложил использовать две одинаковые шкалы, скользящие одна вдоль другой. 1630 год — он и его ученик '''Ричард Деламейн''' создают круговую логарифмическую линейку, но результаты не публикуют, подобно Ньютону, который передавал знания только лично. Саму идею логарифмической шкалы ранее опубликовал валлиец '''Эдмунд Гюнтер''', но для выполнения вычислений эту шкалу нужно было тщательно измерять двумя циркулями. Двойная шкала Отреда сразу давала результат. В 1662 году Сет Партридж изобрёл бегунок и визир, и в этом виде логарифмическая линейка верно служила инженерам и математикам более 300 лет, пока не появились электронные калькуляторы.
+
Отред из Кембриджа внёс решающий вклад в изобретение удобной для пользования логарифмической линейки тем, что предложил использовать две одинаковые шкалы, скользящие одна вдоль другой. 1630 год — он и его ученик '''Ричард Деламейн''' создают круговую логарифмическую линейку, но результаты не публикуют, подобно Ньютону, который передавал знания только лично. Саму идею логарифмической шкалы ранее опубликовал валлиец Эдмунд Гантер, но для выполнения вычислений эту шкалу нужно было тщательно измерять двумя циркулями. Двойная шкала Отреда сразу давала результат. В 1662 году Сет Партридж изобрёл бегунок и визир, и в этом виде логарифмическая линейка верно служила инженерам и математикам более 300 лет, пока не появились электронные калькуляторы.
Отред изобрёл также компактную круговую логарифмическую линейку, которая получила некоторую известность и вызвала ряд подражаний. В окончательном виде круговая линейка Отреда имела десять шкал и позволяла умножать, делить и находить значения нескольких тригонометрических функций.
Отред изобрёл также компактную круговую логарифмическую линейку, которая получила некоторую известность и вызвала ряд подражаний. В окончательном виде круговая линейка Отреда имела десять шкал и позволяла умножать, делить и находить значения нескольких тригонометрических функций.
-
===[[wikipedia:Nicholas Mercator|Николас Меркатор (Кауфман)]] (1620 1681)===
+
==== Н.Меркатор (Кауфман) ====
-
Умел вычислять логарифм от 1+х через разложение в ряд:
+
[[wikipedia:Nicholas Mercator]]
 +
 
 +
Николас Меркатор (1620-1681). Умел вычислять логарифм от 1+х через разложение в ряд:
<math>\ln(1+x) = x - \frac{1}{2} x^2 + \frac{1}{3} x^3 - \frac{1}{4} x^4</math>
<math>\ln(1+x) = x - \frac{1}{2} x^2 + \frac{1}{3} x^3 - \frac{1}{4} x^4</math>
Строка 417: Строка 404:
Бэббидж сформулировал принципы вычисления таблиц разностным методом при помощи машины, которую он впоследствии назвал разностной. Эта машина должна была производить комплекс вычислений, используя только операцию сложения. В 1819 году Чарльз Бэббидж приступил к созданию малой разностной машины, а в 1822 году он закончил её строительство и выступил перед Королевским Астрономическим обществом с докладом о применении машинного механизма для вычисления астрономических и математических таблиц. Он продемонстрировал работу машины на примере вычисления членов последовательности. Работа разностной машины была основана на методе конечных разностей. Малая машина была полностью механической и состояла из множества шестерёнок и рычагов. В ней использовалась десятичная система счисления. Она оперировала 18 разрядными числами с точностью до восьмого знака после запятой и обеспечивала скорость вычислений 12 членов последовательности в 1 минуту. Малая разностная машина могла считать значения многочленов 7-ой степени.
Бэббидж сформулировал принципы вычисления таблиц разностным методом при помощи машины, которую он впоследствии назвал разностной. Эта машина должна была производить комплекс вычислений, используя только операцию сложения. В 1819 году Чарльз Бэббидж приступил к созданию малой разностной машины, а в 1822 году он закончил её строительство и выступил перед Королевским Астрономическим обществом с докладом о применении машинного механизма для вычисления астрономических и математических таблиц. Он продемонстрировал работу машины на примере вычисления членов последовательности. Работа разностной машины была основана на методе конечных разностей. Малая машина была полностью механической и состояла из множества шестерёнок и рычагов. В ней использовалась десятичная система счисления. Она оперировала 18 разрядными числами с точностью до восьмого знака после запятой и обеспечивала скорость вычислений 12 членов последовательности в 1 минуту. Малая разностная машина могла считать значения многочленов 7-ой степени.
- 
-
Принцип работы: [[wikipedia:Difference_engine#Method_of_differences]]
 
=Аналитическая машина Бэббиджа=
=Аналитическая машина Бэббиджа=
Аналитическая машина (принцип - зубчатые передачи): (по лекциям Вали)
Аналитическая машина (принцип - зубчатые передачи): (по лекциям Вали)
-
[[Изображение:Difference_Engine_No_2.JPG|240px|thumb|Фотография Дифференциальной Машины №2 (Difference Engine No 2). Машина была собрана по чертежам аналитической машины Ч. Бэббиджа в 1991 году специалистами лондонского музея науки. На сборку ушло 6 лет. (30 января 2008 года, Автор - SLenik (www.slenik.net)]]
+
 
- Склад (память)
- Склад (память)
- Мельница (АЛУ)
- Мельница (АЛУ)
Строка 449: Строка 434:
1815-1852. Дочь лорда Байрона. Присутствовала на презентации разностной машины Бэббиджа. Перевела на английский статью о аналитической машине Бэббиджа. Снабдила ее комментариями относительно алгоритма и программы вычислений.В числе прочего она сообщила Бэббиджу, что составила план операций для аналитической машины, с помощью которых можно решить уравнение Бернулли, которое выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 50-х годах XX века. Сам термин «библиотека» был введён Бэббиджем, а термины «рабочая ячейка» и «цикл» предложила Ада Лавлейс. Считала, что машина может вычислить многое, если ей задать способ вычисления.
1815-1852. Дочь лорда Байрона. Присутствовала на презентации разностной машины Бэббиджа. Перевела на английский статью о аналитической машине Бэббиджа. Снабдила ее комментариями относительно алгоритма и программы вычислений.В числе прочего она сообщила Бэббиджу, что составила план операций для аналитической машины, с помощью которых можно решить уравнение Бернулли, которое выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 50-х годах XX века. Сам термин «библиотека» был введён Бэббиджем, а термины «рабочая ячейка» и «цикл» предложила Ада Лавлейс. Считала, что машина может вычислить многое, если ей задать способ вычисления.
-
=[[wikipedia:ru:неевклидова геометрия|Неевклидова геометрия]] и [[wikipedia:ru:Николай Лобачевский|Николай Лобачевский]] (1792 1856)=
+
=Н.И. Лобачевский и неевклидова геометрия=
-
'''Что это'''? Геометрия Лобачевского (гиперболическая геометрия) — одна из неевклидовых геометрий, геометрическая теория, основанная на тех же основных посылках, что и обычная евклидова геометрия, за исключением аксиомы о параллельных, которая заменяется на аксиому о параллельных Лобачевского. Постулат Лобачевского: через точку, не лежащую на данной прямой, проходят по крайней мере две прямые, лежащие с данной прямой в одной плоскости и не пересекающие её.
+
1792-1856. Учился и работал в Казанской университете.
-
 
+
Он исходил из попытки доказать 5 постулат евклида.
-
'''Зачем'''? Ещё со времен Евклида много математиков пыталось доказать некоторые аксиомы Евклида для того, чтобы уменьшить их количество. На кой? Х.з., наверно, это покажет, что мир устроен ещё проще, чем на самом деле. Лобачевский исходил из попытки доказать 5 постулат евклида. Также, считает аксиому параллельности Евклида произвольным ограничением. С его точки зрения, это требование слишком жёсткое, ограничивающее возможности теории, описывающей свойства пространства. В общем, у него ни хрена не получилось и он, посрав на всё, решил сделать аксиомой обратное утверждение: "через точку, не лежащую на данной прямой, проходят по крайней мере две прямые, лежащие с данной прямой в одной плоскости и не пересекающие её" или назвал его своим постулатом.))
+
Геометрия Лобачевского (гиперболическая геометрия) — одна из неевклидовых геометрий, геометрическая теория, основанная на тех же основных посылках, что и обычная евклидова геометрия, за исключением аксиомы о параллельных, которая заменяется на аксиому о параллельных Лобачевского. Постулат Лобачевского: через точку, не лежащую на данной прямой, проходят по крайней мере две прямые, лежащие с данной прямой в одной плоскости и не пересекающие её. Лобачевский считает аксиому параллельности Евклида произвольным ограничением. С его точки зрения, это требование слишком жёсткое, ограничивающее возможности теории, описывающей свойства пространства. Евклидова геометрия может быть из нее получена предельным переходом (при стремлении кривизны пространства к нулю). В самой геометрии Лобачевского кривизна отрицательна.
-
 
+
Применение его геометрии нашла Бельтрани(траектрисса, псевдосфера), Клейн
-
Аппарат вычислений в геометрии Лобачевского основывается на оперировании с гиперболическими функциями. Вся тригонометрия оказалась в основном тригонометрией гиперболических функций.
+
Развитие геометрии Лобачевского связано с введением пучков прямых: сходящихся, расходящихся и параллельных. Относительно пучков прямых вводятся циклы. Это - геометрические места точек, являющиеся ортогональными траекториями пучка прямых. Их положение определяется начальной точкой, выбранной на одной из прямых пучка. Эти циклы для трех видов пучков соответственно называются: окружность, эквидистанта (или гиперцикл) и орицикл (образ предельной окружности при R -> ~). Соответствующие пространственные образы, образованные вращением циклов вокруг избранной прямой, соответственно будут: сфера, гиперсфера и орисфера.
Развитие геометрии Лобачевского связано с введением пучков прямых: сходящихся, расходящихся и параллельных. Относительно пучков прямых вводятся циклы. Это - геометрические места точек, являющиеся ортогональными траекториями пучка прямых. Их положение определяется начальной точкой, выбранной на одной из прямых пучка. Эти циклы для трех видов пучков соответственно называются: окружность, эквидистанта (или гиперцикл) и орицикл (образ предельной окружности при R -> ~). Соответствующие пространственные образы, образованные вращением циклов вокруг избранной прямой, соответственно будут: сфера, гиперсфера и орисфера.
Строка 460: Строка 444:
Во все соотношения геометрии Лобачевского входит единица длины (масштаб), а углы и длины зависят друг от друга. Единицей длины является OR - длина абсолютной дуги орицикла. Это - дуга, отсчитываемая от избранной точки O на одной из параллельных прямых пучка до R - пересечения орицикла с прямой пучка, параллельной касательной к орициклу в точке О. В настоящее время отрезок, равный по длине абсолютной дуге, называют радиусом длины Лобачевского.
Во все соотношения геометрии Лобачевского входит единица длины (масштаб), а углы и длины зависят друг от друга. Единицей длины является OR - длина абсолютной дуги орицикла. Это - дуга, отсчитываемая от избранной точки O на одной из параллельных прямых пучка до R - пересечения орицикла с прямой пучка, параллельной касательной к орициклу в точке О. В настоящее время отрезок, равный по длине абсолютной дуге, называют радиусом длины Лобачевского.
-
Для бесконечно малых размеров его геометрия превращается в евклидову. Евклидова геометрия может быть из нее получена предельным переходом (при стремлении кривизны пространства к нулю). В самой геометрии Лобачевского кривизна отрицательна.
+
Аппарат вычислений в геометрии Лобачевского основывается на оперировании с гиперболическими функциями. Вся тригонометрия оказалась в основном тригонометрией гиперболических функций.
 +
 
 +
Для бесконечно малых размеров его геометрия превращается в евклидову.
-
'''Кому пригодилось'''? Первой интерпретацией геометрии Лобачевского можно считать результаты Бельтрами, касающиеся задачи картографии: отобразить поверхность на плоскость таким образом, чтобы все геодезические линии на поверхности изображались прямыми на плоскости. Но эта интерпретация оказалась неполной. Применение его геометрии нашла Бельтрани(траектрисса, псевдосфера), Клейн. Полным доказательством непротиворечивости геометрии Лобачевского является модель Клейна.
+
Первой интерпретацией геометрии Лобачевского можно считать результаты Бельтрами, касающиеся задачи картографии: отобразить поверхность на плоскость таким образом, чтобы все геодезические линии на поверхности изображались прямыми на плоскости. Но эта интерпретация оказалась неполной.
-
Сам '''Лобачевский''' учился и работал в Казанском университете. Его теории не находили признания в научном сообществе, в результате чего он считался чуть ли не сумасшедшим; поэтому Уильям Клиффорд назвал его "Коперником геометрии".
+
Полным доказательством непротиворечивости геометрии Лобачевского является модель Клейна.
=Петербургская математическая школа. Остроградский, Буняковский=
=Петербургская математическая школа. Остроградский, Буняковский=
Строка 569: Строка 555:
=Основоположники теоретических основ программирования и современных ЭВМ=
=Основоположники теоретических основ программирования и современных ЭВМ=
- 
-
В 1946 году группа учёных во главе с Джоном фон Нейманом (Герман Голдстайн, Артур Беркс) опубликовали статью «Предварительное рассмотрение логической конструкции Электронно-вычислительного устройства». В статье обосновывалось использование двоичной системы для представления данных в ЭВМ (преимущественно для технической реализации, простота выполнения арифметических и логических операций. До этого машины хранили данные в десятеричном виде), выдвигалась идея использования программами общей памяти. Имя фон Неймана было достаточно широко известно в науке того времени, что отодвинуло на второй план его соавторов, и данные идеи получили название «Принципы фон Неймана».
 
- 
-
# '''Принцип использования двоичной системы счисления для представления данных и команд'''.
 
-
# '''Принцип программного управления'''.
 
-
#* Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности.
 
-
# '''Принцип однородности памяти'''.
 
-
#* Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
 
-
# '''Принцип адресуемости памяти'''.
 
-
#* Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
 
-
# '''Принцип последовательного программного управления'''
 
-
#* Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой.
 
-
# '''Принцип условного перехода'''.
 
-
#* Сам принцип был сформулирован задолго до фон Неймана Адой Лавлейз и Чарльзом Бэббиджем, однако он добавлен в общую архитектуру.
 
- 
-
Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фоннеймановских.
 
- 
-
У нас были академики Андрей Ершов, Лебедев. Они строили БЭСМ. Лев Королёв писал для неё ОС.
 
=Философские направления в математике. Интуиционизм=
=Философские направления в математике. Интуиционизм=
отвержение теоретико-множественного подхода к определению математических понятий. Из логики исчезают законы двойного отрицания и исключенного третьего, поэтому становятся возможными только конструктивные доказательства.
отвержение теоретико-множественного подхода к определению математических понятий. Из логики исчезают законы двойного отрицания и исключенного третьего, поэтому становятся возможными только конструктивные доказательства.
- 
-
Интуициони́зм — система философских и математических идей и методов, связанных с пониманием математики как совокупности «интуитивно убедительных» умственных построений. С точки зрения интуиционизма, основным критерием истинности математического суждения является интуитивная убедительность возможности проведения мысленного эксперимента, связываемого с этим суждением. Поэтому в интуиционистской математике отвергается теоретико-множественный подход к определению математических понятий, а также некоторые способы рассуждения, принятые в классической логике.
 
- 
-
Интуиционистская математика является достаточно разработанным направлением, которое достигло многих существенных результатов, в том числе и в таких областях, как теория меры, функциональный анализ, топология, теория дифференциальных уравнений.
 
- 
-
=== Критика классической математики ===
 
- 
-
Отдельные черты интуиционизма можно проследить ещё в античной математике, а позднее в высказываниях таких учёных, как [[Гаусс, Карл Фридрих|Гаусс]], [[Кронекер, Леопольд|Кронекер]], [[Пуанкаре, Анри|Пуанкаре]], [[Лебег]], [[Борель, Эмиль|Э.Борель]]. Однако в своём современном виде интуиционизм возник как результат критического пересмотра основ классической математики, проведённого начиная с [[1907]] года [[Брауэр, Лейтзен Эгберт Ян|Л. Э. Я. Брауэром]].
 
- 
-
В основе критики Л. Э. Я. Брауэра лежит вопрос о природе [[математический объект|математических объектов]] и суждений о них. Так, естественно представить, что произвольное [[натуральное число]] может быть построено в виде последовательного ряда однородных предметов, например, ряда [[точка (геометрия)|точек]]. Столь же естественно представить, что, построив некоторое натуральное число, можно построить затем и следующее, добавив к уже построенному ещё одну точку. Поэтому природа натуральных чисел является интуитивно ясной. Однако наряду с такими объектами в классической математике рассматриваются и объекты с интуитивно неясной природой, например, «[[множество всех натуральных чисел]]» и «[[Мера_Лебега#.D0.9F.D1.80.D0.B8.D0.BC.D0.B5.D1.80_.D0.BD.D0.B5.D0.B8.D0.B7.D0.BC.D0.B5.D1.80.D0.B8.D0.BC.D0.BE.D0.B3.D0.BE_.D0.BC.D0.BD.D0.BE.D0.B6.D0.B5.D1.81.D1.82.D0.B2.D0.B0|множество, неизмеримое по Лебегу]]». С ними не связывается никакого способа их мысленного построения, и потому их действительное существование представляется сомнительным.
 
- 
-
Одним из источников возникновения такого рода «монстров» в классической математике являются ''[[Теорема чистого существования|теоремы чистого существования]]'', в которых наличие искомого объекта утверждается лишь на основе формального опровержения гипотезы о его невозможности. Иначе говоря, фундамент таких теорем составляет представление об абсолютной непогрешимости законов классической логики.
 
- 
-
Это представление также стало одной из мишеней критики Брауэра. С его точки зрения, законы [[Классическая логика|классической логики]] возникли в результате рассмотрения конечных совокупностей, при работе с которыми доказательство чистого существования заведомо может быть дополнено эффективным способом построения искомого объекта — полным перебором. При переходе же к рассмотрению бесконечных совокупностей эти законы становятся недостоверными, поскольку полного перебора таких совокупностей мы провести уже не можем.
 
- 
-
В качестве простейшего примера рассмотрим следующую теорему чистого существования:
 
-
: ''«для любого вещественного числа <math>x</math> найдётся натуральное число <math>n</math>, равное <math>1</math> в случае <math>x=0</math>, и равное <math>2</math> в случае <math>x\neq 0</math>»''
 
-
Признать такое число <math>n</math> действительно существующим мы могли бы лишь в том случае, если бы умели сравнивать произвольное [[вещественное число]] <math>x</math> с нулём, чего, однако, мы делать не умеем. Действительно, число <math>x</math> на деле задаётся некоторой [[бесконечная последовательность|бесконечной последовательностью]] рациональных чисел <math>\{x_n\}_{n=1}^{\infty}</math>. Эффективным способом сравнения числа <math>x</math> с нулём был бы лишь такой, который позволял бы производить это сравнение на основе просмотра некоторого конечного (пусть и очень большого) набора чисел <math>x_k</math>. Однако такое рассмотрение не позволяет надёжно установить верность равенства <math>x=0</math>.
 
- 
-
Аналогичные трудности возникают при попытках прояснения статуса существования многих других объектов классического анализа, например, точек [[экстремум]]а [[непрерывная функция|непрерывной функции]] на [[отрезок|отрезке]], нулей знакопеременных непрерывных функций на отрезке и т. д. Никакого способа эффективного построения указанных объектов в нашем распоряжении не имеется.
 
- 
-
Такая критика классической математики не связана непосредственно с [[антиномия]]ми [[теория множеств|теории множеств]]. Появление антиномий можно рассматривать как дополнительный довод в пользу неудовлетворительности теоретико-множественного подхода, но критика относится и к таким разделам математики, где антиномий не возникает.
 
=Философские направления в математике. Логицизм=
=Философские направления в математике. Логицизм=
Строка 617: Строка 563:
Направление сформулировано Людвигом Готлобом Фреге. Он же попытался свести к логическим понятиям натуральные числа, но потерпел неудачу. Возникший при этом парадокс был обнаружен Бертраном Расселом.
Направление сформулировано Людвигом Готлобом Фреге. Он же попытался свести к логическим понятиям натуральные числа, но потерпел неудачу. Возникший при этом парадокс был обнаружен Бертраном Расселом.
- 
-
Логицизм — одно из направлений в основаниях математики, ставящее целью обосновать математику путем сведения ее исходных понятий к понятиям логики.
 
- 
-
Мысль о сведении математики к логике высказывалась Лейбницем в конце 17 в. Практическое осуществление логицистического тезиса было предпринято в конце 19 — начале 20 вв. в работах Фреге, Уайтхеда и Рассела . Взгляд на математику как на часть логики обусловлен тем, что любую математическую теорему в аксиоматической системе можно рассматривать как некоторое утверждение о логическом следовании. Остается только все встречающиеся в таких утверждениях константы определить через логические термины. К концу 19 в. в математике различные виды чисел, включая комплексные, были определены в терминах натуральных чисел и операций над ними. Попытка сведения натуральных чисел к логическим понятиям была предпринята Г. Фреге. В интерпретации Г. Фреге натуральные числа были кардинальными числами некоторых понятий. Однако система Фреге не свободна от противоречий. Это выяснилось, когда Рассел обнаружил противоречие в канторовой теории множеств (см. парадокс Рассела), пытаясь свести ее к логике. Обнаруженное противоречие побудило Рассела к пересмотру взглядов на логику, которую он сформулировал в виде теории разветвленных типов. Однако построение математики на основе теории типов потребовало принятия аксиом, которые неестественно считать чисто логическими. К ним относятся, например, аксиома бесконечности, которая утверждает, что существует бесконечно много индивидов, то есть объектов наинизшего типа.
 
- 
-
В целом попытка сведения математики к логике не удалась. Как показал Гёдель, никакая формализованная система логики не может быть адекватной базой математики.
 
=Философские направления в математике. Формализм=
=Философские направления в математике. Формализм=

Пожалуйста, обратите внимание, что все ваши добавления могут быть отредактированы или удалены другими участниками. Если вы не хотите, чтобы кто-либо изменял ваши тексты, не помещайте их сюда.
Вы также подтверждаете, что являетесь автором вносимых дополнений, или скопировали их из источника, допускающего свободное распространение и изменение своего содержимого (см. eSyr's_wiki:Авторское право).
НЕ РАЗМЕЩАЙТЕ БЕЗ РАЗРЕШЕНИЯ ОХРАНЯЕМЫЕ АВТОРСКИМ ПРАВОМ МАТЕРИАЛЫ!

Шаблоны, использованные на этой странице:

Личные инструменты
Разделы